day29 網絡編程socket
一. osi七層
引子:
須知一個完整的計算機系統是由硬件、操作系統、應用軟件三者組成,具備了這三個條件,一臺計算機系統就可以自己跟自己玩了(大個單機遊戲,玩個掃雷啥的)
如果你要跟別人一切玩,那你就需要上網了(訪問個網站,發個微博啥的),互聯網的核心就是由一堆協議組成,協議就是標準,全世界人通信的標準是英語,如果把計算機比做人,互聯網協議就是計算機界的英語。所有的計算機都學會了互聯網協議,那所有的計算機都可以按照統一的標準去收發信息從而完成通信了。人們按照分工不同把互聯網協議從邏輯上劃分了層級
網絡通信原理:http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html
為何學習socket一定要先學習互聯網協議:
1.首先:本節課程的目標就是教會你如何基於socket編程,來開發一款自己的C/S架構軟件
2.其次:C/S架構的軟件(軟件屬於應用層)是基於網絡進行通信的
3.然後:網絡的核心即一堆協議,協議即標準,你想開發一款基於網絡通信的軟件,就必須遵循這些標準
4.最後:就讓我們從這些標準開始研究,開啟我們的socket編程之旅
物理層:發送電信號用的,需要底層物理量結機制建立連接,網卡,網線,路由器,但是單純的電信號沒有意義,於是有了數據鏈路層。
數據鏈路層:把電信號分組,根據以太網協議(一組電信號有一個數據包,叫做“幀”,每一數據幀分成:報頭head和數據data兩部分,頭18個字節用來描述數據的)
有了mac地址就可以基於廣播方式進行通信了,但是廣播只能在一個子網裏進行通信,要實現跨子網通信就只有mac地址就不行了,然後就需要網絡層了
網絡層:IP協議
比如訪問百度服務器,我們通過IP地址實現跨子網後到達百度服務器的子網後又通過arp協議把ip地址解析成mac地址,最後定位到百度服務器的位置,所以通過ip地址可以找到唯一一臺機器,但是是由arp協議進行輔助的,但是這個時候還沒有完,我們要找到機器上的軟件,這個時候就需要端口也就是傳輸層了,tcp和udp都是基於端口的協議,通過他我們到達了應用層也就是要找的軟件,媽的累死了。
socket在傳輸層和應用層之間,就是封裝了一堆TCP/UDP協議的簡單接口
TCP/IP協議族包括運輸層、網絡層、鏈路層。想在你知道TCP/IP與UDP的關系了吧。
二 socket層
三 socket 是什麽
socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層,它是一組接口,在設計模式中,socket其實就是一個門面模式,他把復雜的TCP/IP協議族隱藏在socket接口後面,對用戶來說,一組簡單的接口就是全部,讓socket去組織數據,以符合指定的協議。
所以,我們無需深入理解tcp/udp協議,socket已經為我們封裝好了,我們只需要遵循socket的規定去編程,寫出程序自然就是遵循tcp/udp標準的。
也有人將socket說成ip+port,ip是用來標識互聯網中的一臺主機的位置,而port是用來標識這臺機器上的一個應用程序,ip地址是配置到網卡上的,而port是應用程序開啟的,ip與port的綁定就標識了互聯網中獨一無二的一個應用程序
而程序的pid是同一臺機器上不同進程或者線程的標識
掃盲
四、套接字發展史及分類
套接字起源於 20 世紀 70 年代加利福尼亞大學伯克利分校版本的 Unix,即人們所說的 BSD Unix。 因此,有時人們也把套接字稱為“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一開始,套接字被設計用在同 一臺主機上多個應用程序之間的通訊。這也被稱進程間通訊,或 IPC。套接字有兩種(或者稱為有兩個種族),分別是基於文件型的和基於網絡型的。
基於文件類型的套接字家族
套接字家族的名字:AF_UNIX
unix一切皆文件,基於文件的套接字調用的就是底層的文件系統來取數據,兩個套接字進程運行在同一機器,可以通過訪問同一個文件系統間接完成通信
基於網絡類型的套接字家族
套接字家族的名字:AF_INET
(還有AF_INET6被用於ipv6,還有一些其他的地址家族,不過,他們要麽是只用於某個平臺,要麽就是已經被廢棄,或者是很少被使用,或者是根本沒有實現,所有地址家族中,AF_INET是使用最廣泛的一個,python支持很多種地址家族,但是由於我們只關心網絡編程,所以大部分時候我麽只使用AF_INET)
五 套接字流程
先從服務器端說起,服務器端先初始化Socket,然後與端口綁定(bind),對端口進行監聽(listen),調用accept阻塞,等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket,
然後連接服務器(connet),如果連接成功,這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求,服務器端接收請求並處理,然後把回應數據發送給客戶端,客戶端讀取數據,
最後關閉連接,一次交互結束
六 socket()模塊函數用法
import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默認值為 0。
獲取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
獲取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
由於 socket 模塊中有太多的屬性。我們在這裏破例使用了‘from module import *‘語句。使用 ‘from socket import *‘,我們就把 socket 模塊裏的所有屬性都帶到我們的命名空間裏了,這樣能 大幅減短我們的代碼。
例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
實例一: 套接字簡單實現
import socket #1、買手機 phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #2、綁定手機卡 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加 phone.bind((‘127.0.0.1‘,8080)) #3、開機 phone.listen(5) #4、等電話連接 print(‘starting...‘) conn,addr=phone.accept() print(‘IP:%s,PORT:%s‘ %(addr[0],addr[1])) #5、收發消息 data=conn.recv(1024) #最大收1024 conn.send(data.upper()) #6、掛電話 conn.close() #7、關機 phone.close()服務端
import socket #1、買手機 phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #2、打電話 phone.connect((‘127.0.0.1‘,8080)) #3、發收消息 phone.send(‘hello‘.encode(‘utf-8‘)) data=phone.recv(1024) print(data.decode(‘utf-8‘)) #4、掛電話 phone.close()客戶端
實例二:加上循環
import socket phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)# 買手機 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) phone.bind((‘127.0.0.1‘,8082))# 綁定電話卡 phone.listen(5)# 開機,監聽 print(‘>>>>>>>‘) while True: conn,addr = phone.accept()# 等待電話打入 print(addr[0],addr[1]) while True: try: data = conn.recv(1024)# 接收數據 # if not data:break #針對linux print(data) conn.send(‘來自服務端消息>>>‘.encode(‘utf-8‘)+data) # 發送數據 註意編碼 print(‘已發送‘) except Exception: break conn.close() # 掛電話 # 關機 phone.close()服務端
import socket phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)# 買手機 phone.connect((‘127.0.0.1‘,8082))# 打電話 while True: msg = input(‘請輸入發送的內容,輸入q結束>>>>‘).strip() if not msg:continue if msg == ‘q‘: break phone.send(msg.encode(‘utf-8‘)) # 發送數據 data = phone.recv(1024) # 接收數據 print(data.decode(‘utf-8‘)) phone.close() # 關機客戶端
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